[发明专利]一种钆基石榴石闪烁陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及辐射探测技术领域，尤其涉及IPC C04B35，更具体的，涉及一种钆基石榴石闪烁陶瓷及其制备方法。本发明提供了一种钆基石榴石闪烁陶瓷，其通式(Gd_{1‑x‑y‑z}A_xCe_yM_z)₃(Al_wGa_1‑w)₅O₁₂，通过原料溶解，配制沉淀剂溶剂、合成前驱体，煅烧，烧结和退火处理得到钆基石榴石闪烁陶瓷，提高了闪烁陶瓷材料的透明度，均匀性和光输出性能。

技术领域

本发明涉及辐射探测技术领域，尤其涉及IPC C04B35，更具体的，涉及一种钆基石榴石闪烁陶瓷及其制备方法。

背景技术

透明闪烁陶瓷是一类可将X与γ等高能射线转换为可见光的功能材料，在核医学成像、安检与高能射线探测等领域都有广泛的应用，并起着关键功能核心作用。

1988年由美国GE公司制造出第一块闪烁透明陶瓷(YGO)，但其具有较长的衰减时间，不能满足现在医学设备的快速扫描要求。1998年，德国西门子、日本日立等公司开发出GOS(硫氧化钆)闪烁陶瓷应用于医学探测器，但是，其中GOS为六方结构，光学非各向同性仅能做成半透明，其中光散射会降低探测效率。

现有专利CN200710045910.1公开了掺Ce³⁺的氧化镧钇透明闪烁陶瓷材料及其制备方法，采用高纯度的Y₂O₃、La₂O₃和CeO₂为原料，加入适量蒸馏水，进行研磨、预烧、球磨、造粒、压坯、烧结，最终获得掺Ce³⁺的氧化镧钇透明闪烁陶瓷材料，但其的透明性并未得到改善

相对于目前的一些闪烁材料，本发明中提供了一种透明闪烁陶瓷，具有制作周期短、生产成本低、且机械加工与闪烁性能好等优点。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明第一方面提供了一种钆基石榴石闪烁陶瓷，所述的钆基石榴石闪烁陶瓷具有石榴石结构，其通式为：

(Gd_1-x-y-z,A_x,Ce_y,M_z)₃(Al_w,Ga_1-w)₅O₁₂；

其中，0≤x≤0.6；0y≤0.1；0z0.3；0≤w≤1；

A为Y、Lu、La中的一种或多种组合；

M为稀土元素Pr、Eu、Tb、Er、Yb、Dy中的一种或多种组合。

优选的，所述0.01x≤0.5；0y≤0.01；0.02z0.25；0.2≤w≤0.8。

优选的，所述M至少包含稀土元素Tb。

本发明中通过铈、铽共掺，提高了光输出。本发明人推测，通过添加铈、铽稀土元素，促进各向同性，对入射光的散射小，调节稀土元素的掺入量来提高光输出的效率。

本发明第二方面提供了一种钆基石榴石闪烁陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

步骤L-1)原料溶解：将高纯化合物粉末按通式(Gd_1-x-y-zA_xCe_yM_z)₃(Al_wGa_1-w)₅O₁₂中各元素的摩尔比称量混合，并用硝酸、盐酸或两者的混合酸将其溶解，澄清后用去离子水稀释成高纯化合物粉末浓度为0.01～2mol/L的盐溶液A；